JP2004135705A - Ultrasonograph and ultrasonic diagnostic method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に超音波断層像内に含まれるアーチファクト(虚像)を低減させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
非侵襲、かつリアルタイムで被検体の観測が可能である超音波診断装置は、医療分野において欠かせない存在になりつつある。この超音波診断装置は、プローブ(探触子)で発生させた超音波パルスを被検体に送信し、反射してきた超音波エコーに基づいて被検体内の様子を画像化する装置である(非特許文献1参照)。
【0003】
ここで、従来の超音波診断装置の構成およびその動作について説明する。
図10は、従来の超音波診断装置70の機能構成を示すブロック図である。
図10に示されるように、従来の超音波診断装置70は、探触子71、送受信切替部72、送信部73、整相加算部74、フィルタ部75、検波部76および表示部77を備えている。
【0004】
探触子71は、被検体に対して超音波パルスを送信すると共に、被検体から反射してきた超音波(以下、「超音波エコー」という。)の受信を行なう装置である。探触子71は、超音波パルスの送信時においては、送信部73から超音波パルスを発生させるためのパルス信号(以下、「送信パルス信号」という。)を受信し、これに基づいて超音波パルスを生成する。一方、超音波エコーの受信時においては、被検体から反射してきた超音波エコーを電気信号(以下、「受信エコー信号」という。)に変換し、送受信切替部72に出力する。
【0005】
送受信切替部72は、超音波パルスの送信時には探触子71と送信部73とを接続させ、超音波エコーの受信時には探触子71と整相加算部74とを接続するように切り替える。送信部73は、超音波パルスの送信時に送信パルス信号を生成して送受信切替部72に出力する。
【0006】
整相加算部74は、送受信切替部72を介して探触子71から受信した受信エコー信号に対してフォーカシングおよび必要な整相加算を行ない、フィルタ部75に出力する。フィルタ部75は、整相加算部74から出力された受信エコー信号に対してフィルタ処理を施す。検波部76は、フィルタ部75から出力されたフィルタ処理後の受信エコー信号に対して包絡線検波を行ない、検波後の受信エコー信号(以下、「受信検波信号」という。)を表示部77に出力する。表示部77は、検波部76から出力された受信検波信号に基づいて断層像を生成し、その表示を行なう。
【0007】
次に、従来の超音波診断装置70における動作について説明する。被検体に超音波パルスを送信するために、送信部73において送信パルス信号が生成され、この送信パルス信号に基づいて生成された超音波パルスが探触子71から被検体に送信される。被検体に送信された超音波パルスは、被検体内の音響インピーダンス境界において反射され、送信開始時刻から反射深度に応じた時間分だけ遅れて探触子71に戻ってくる。探触子71は、受信した超音波エコーを電気的な受信エコー信号に変換して整相加算部74に出力する。整相加算部74は、探触子71を構成する各振動子が超音波エコーを受信した場合の受信時刻の差の補正を行ない、受信エコー信号のフォーカシングを行なう。
【0008】
さらに、整相加算後の受信エコー信号には、ノイズ成分も含まれているため、フィルタ部75において中心周波数あるいは中心周波数の2倍となる高調波周波数における受信エコー信号を効率的に抽出するために、バンドパスフィルタ(BPF)によってフィルタリングが施される。フィルタ部75を通過した受信エコー信号は、検波部76においてヒルベルト変換フィルタなどを用いて複素化された後、包絡線検波が施されることで、断層像を生成するための輝度等を示す受信検波信号に変換される。最後に、表示部77は、受信検波信号に基づいて断層像を生成し、ディスプレイ装置等に表示する。
【0009】
なお、超音波診断装置においては、断層像の画質改善を図るため、所望の指向性(例えば、正面方向がより強い音圧を有する特性)をもった超音波パルスが使用される。
【0010】
【非特許文献1】
伊東・平田編著、「超音波医学TEXT 基礎超音波医学」1998年4月、
医歯薬出版株式会社
p.7−20、p.24−25
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際に送信される超音波パルスは、所望する方向(正面方向)に送信されるメインローブ以外に、所望としない方向(例えば、左右に45°)に送信される複数のサイドローブを有している。
【0012】
図11は、メインローブ81の両脇に発生し、かつ所望しない方向(左右の斜め方向。以下、「サイドローブ方向」という。)に送信される複数のサイドローブ82、83の概要を示す図である。これらのサイドローブのため、サイドローブ方向にある物体に超音波パルスのサイドローブが送信され、超音波診断装置70が超音波エコーを受信すると、断層像として表示させたい超音波が反射する物体から反射される超音波パルスのメインローブ以外に、サイドローブ方向にある物体から反射される超音波エコーも同時に受信することになる。その結果、サイドローブ方向からの超音波エコーがアーチファクト(虚像)を生成することになり、アーチファクトを含む断層像によって誤った診断を招いてしまうという問題がある(非特許文献1参照)。
【0013】
図12は、上記のサイドローブ82、83によって生成されたアーチファクト(虚像)が断層像として表示されるまでの過程を模式的に示した図である。図12に示されるように、メインローブ方向には、断層像として表示させたい超音波が反射し得る物体91、92があり、超音波パルスのメインローブがこれらの物体に反射し、受信エコー信号96、97が生成される。しかし、この超音波パルスはサイドローブを有しているため、左右のサイドローブ方向には、断層像として表示させたくない、超音波が反射し得る物体93〜95があり、サイドローブがこれらの物体に反射し、受信エコー信号93a〜95aが生成されてしまう。その結果として、受信検波信号においても上記サイドローブによる信号93a〜95aが残留してしまい、これがアーチファクトとして現われる。
【0014】
そこで、本発明では、上記課題に鑑みてなされたものであり、サイドローブによって発生するアーチファクト(虚像)による誤診断を防止し得る超音波診断装置および超音波診断方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、メインローブおよびサイドローブを有する超音波の反射に基づいて被検体の断層像を生成し表示する超音波診断装置であって、前記超音波を生成すると共に、被検体から反射された超音波を受信して電気信号に変換する超音波送受信手段と、前記変換された電気信号に対して、基本波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第1算出手段と、前記変換された電気信号に対して、高調波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第2算出手段と、前記算出された基本波周波数成分に係る信号のパワーと高調波周波数成分に係る信号のパワーとの比を算出するパワー比演算手段と、前記算出された比の値に基づいて、前記基本波周波数成分の電気信号を制御して出力する出力制御手段と、前記出力された電気信号に基づいて、断層像を生成して表示する画像表示手段とを備える。
【0016】
さらに、上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、メインローブおよびサイドローブを有する超音波の反射に基づいて被検体の断層像を生成し表示する超音波診断装置であって、前記超音波を生成すると共に、被検体から反射された超音波を受信して電気信号に変換する超音波送受信手段と、前記変換された電気信号に対して、基本波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第1算出手段と、前記変換された電気信号に対して、高調波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第2算出手段と、前記算出された基本波周波数成分に係る信号のパワーと高調波周波数成分に係る信号のパワーとの比を算出するパワー比演算手段と、前記算出された比の値に基づいて、前記高調波周波数成分の電気信号を制御して出力する出力制御手段と、前記出力された電気信号に基づいて、断層像を生成して表示する画像表示手段とを備える。
【0017】
なお、上記目的を達成するために、本発明は、上記超音波診断装置の特徴的な構成手段をステップとする方法として実現したり、それらのステップの全てを含むプログラムとして実現することもできる。そして、そのプログラムは、超音波診断装置が備えるROM等に格納しておくだけでなく、CD−ROM等の記録媒体や通信ネットワーク等の伝送媒体を介して流通させることも可能である。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照しながら説明を行なう。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態における超音波診断装置10の外観図である。本装置10は、単に断層像を生成するだけでなく、サイドローブによって発生するアーチファクト(虚像)を低減して、より正確な診断が可能な超音波診断装置であり、主に表示装置10a、本体装置10bおよびプローブ10cから構成されている。
【0019】
表示装置10aは、超音波エコー法等により得られた断層像や必要な情報を表示させるための液晶又はCRT等によるディスプレイ装置であり、オペレータからの入力を受け付けるタッチパネル等を有している。
【0020】
本体装置10bは、プローブ10cにおける超音波の送受信を制御するための送受信回路、各種の信号や画像を処理するためにDSP(Digital Signal Processor)やRAM等からなる信号・画像処理回路、オペレータからの操作を受け付けるスイッチ群やマウス、タッチパネルを有する液晶ディスプレイ等を備える。
【0021】
プローブ10cは、超音波を送受信するための超音波振動子や音響レンズ等からなる探触子である。
【0022】
図2は、本実施の形態における超音波診断装置10の機能構成を示すブロック図である。図2に示されるように、本装置10は、探触子11、送受信切替部12、送信部13、整相加算部14、基本波用BPF(バンドパスフィルタ)部151、高調波用BPF(バンドパスフィルタ)部152、基本波用検波部161、高調波用検波部162、パワー比演算部17、パワー比参照メモリ18、パワー比比較部19、操作入力部20、検波信号抑制部110および表示部111を備えている。
【0023】
探触子11は、超音波パルスの生成および被検体から反射してきた超音波エコーの受信を行なう装置である(上記図1のプローブ10cに該当)。この探触子11は、超音波パルスの送信時においては、送信部13から受信した送信パルス信号に基づいて超音波パルスを生成する。一方、超音波エコーの受信時においては、被検体から反射してきた超音波エコーを受信エコー信号に変換し、この受信エコー信号を送受信切替部12に出力する。
【0024】
送受信切替部12は、超音波パルスの送信時には探触子11と送信部13とを接続させ、超音波エコーの受信時には探触子11と整相加算部14とが接続するように切り替える。
【0025】
送信部13は、超音波パルスの送信時に、送信パルス信号を生成し、送受信切替部12に出力する。整相加算部14は、送受信切替部12を介して探触子11から受信した受信エコー信号に対してフォーカシングを行ない、必要な整相加算を行なう。
【0026】
基本波用BPF部151は、整相加算部14から出力された受信エコー信号に対して、超音波パルスの基本波に対応する中心周波数に係る信号成分を抽出するためのフィルタ処理を施す。高調波用BPF部152は、整相加算部14から出力された受信エコー信号に対して、超音波パルスの基本波が被検体内を伝播する際に発生した非線形歪を構成する高調波周波数に係る信号成分を抽出するためのフィルタ処理を施す。
【0027】
基本波用検波部161は、基本波用BPF部151から出力された受信エコー信号の中心周波数に係る信号成分に対して検波を行なう。高調波用検波部162は、高調波用BPF部152から出力された受信エコー信号の高調波周波数に係る信号成分に対して検波を行なう。
【0028】
パワー比演算部17は、基本波用検波部161および高調波用検波部162からそれぞれ出力された受信検波信号におけるパワー比(例えば、高調波の受信検波信号の最大振幅値/基本波の受信検波信号の最大振幅値)を算出する。
【0029】
パワー比参照メモリ18は、被検体内における伝播距離(または、「深度」ともいう。)毎に設定されている「パワー比しきい値」を格納する。この「パワー比しきい値」とは、受信検波信号がメインローブに基づくものかサイドローブに基づくものかを判断する際の基準値であり、この値を下回るパワー比の場合は、その受信検波信号はサイドローブに基づく受信検波信号であると判断する。例えば、伝播距離(深度)が「5cm」の時のパワー比しきい値は「0.3」、伝播距離(深度)が「10cm」の時のパワー比しきい値は「0.35」というように双方が対応付けられて記憶されている。なお、このパワー比しきい値は、操作入力部20を介してユーザによって変更され得る。
【0030】
パワー比比較部19は、パワー比演算部17の出力である「パワー比」とこれに対応するパワー比参照メモリ18に格納されている伝播距離(深度)毎の「パワー比しきい値」とを比較し、その結果(「アーチファクトである」、「アーチファクトでない」等)を検波信号抑制部110に通知する。例えば、伝播距離(深度)が「5cm」の場合のパワー比の値が「0.1」で、これに対応するパワー比しきい値の値が「0.3」の場合は、サイドローブに基づくアーチファクトであると判断する。
【0031】
検波信号抑制部110は、パワー比比較部19から受信した通知に基づいて、基本波用検波部161の出力を制御する。例えば、パワー比比較部19から「サイドローブである」旨の通知を受けた場合は、その基本波に係る受信検波信号を「20パーセントに低減して出力」するとか、「全く出力しない」というように制御する。
【0032】
表示部111は、基本波用検波部161の出力であるエコー信号に基づいて断層像を生成し、その表示を行なう。
【0033】
次に、本実施の形態の超音波診断装置10における動作について説明する。
まず、被検体に超音波パルスを送信するためには、送信部13が送信パルス信号を生成して探触子11に送信する。さらに、探触子11がこの送信パルス信号に基づいて超音波パルスを生成して被検体に送信する。
この際、上記発明が解決しようとする課題でも述べたように、探触子11から送信される超音波パルスは、メインローブおよびサイドローブを有している。このため、サイドローブ方向にある物体にも超音波パルス(サイドローブ)が送信されるので、超音波診断装置10が超音波エコーを受信した場合は、メインローブ方向にある断層像として表示させたい物体から反射された超音波エコー以外に、サイドローブ方向にある物体から反射された超音波エコーも同時に受信することになる。その結果としてサイドローブ方向からの超音波パルスがアーチファクト(虚像)として表示されることになる。
【0034】
ここで注目すべき点は2つある。1点目は、送信される超音波パルスにおけるメインローブ方向の送信パワーとサイドローブ方向の送信パワーとの違いである。すなわち、上記図11から明らかなように、メインローブ方向の送信パワーは、サイドローブ方向の送信パワーよりも大きい点である。2点目は、被検体を超音波パルスが通過した場合の非線形伝播歪み現象である。この現象は、送信された超音波パルスが被検体内を伝播するにつれて超音波パルスの波形が次第に歪んでいく現象であり、超音波パルスは伝播距離(深度)に従って本来の送信周波数(基本波周波数)のN倍(2倍、3倍等)の高調波周波数成分が増大する。
【0035】
図3は、超音波パルスが被検体内を伝播する際の非線形伝播歪み現象を模式的に表わした図であり、(a)は、送信される超音波パルスのパワーが大きい場合(即ち、メインローブの場合)の受信エコー信号波形の例示であり、(b)は、送信される超音波パルスのパワーが小さい場合(即ち、サイドローブの場合)の受信エコー信号波形の例示である。図3(特に、図3(a))に示されるように、伝播距離が長く(深度が深く)なるに従って、受信エコー信号の波形が鋸歯状になっていく。これは、超音波が媒質(被検体の内部)を進む場合は、超音波のパワーが大きい(音圧の大きい)部分は速く、逆にパワーが小さい(音圧の小さい)部分は遅く進むため、波形が鋸歯状になり、図3に示されるような歪みを生ずるのである。
さらに、図3(a)および(b)に示されるように、この非線形伝播歪み現象は、送信される超音波パルスのパワーの大小にも密接に関係しており、上記と同様の理由から、超音波パルスのパワーが大きい場合は、パワーが小さい場合に比べて短い伝播距離(深度)で非線形伝播歪みを生じてしまう。言い換えると、パワーが大きい場合は、短い伝播距離(深度)で大きな高調波を有することとなる。
【0036】
図4は、上記図3の非線形伝播歪み現象における受信検波信号の周波数スペクトルを模式的に表わした図であり、(a)は、送信される超音波パルスのパワーが大きい場合(即ち、メインローブの場合)の受信検波信号の周波数スペクトル例であり、(b)は、送信される超音波パルスのパワーが小さい場合(即ち、サイドローブの場合)の受信検波信号の周波数スペクトル例示である。
より詳細に説明すると、図4(a)には、送信される超音波パルスのパワーが大きい場合の、伝播距離がZ0とZ1における受信エコー信号の信号パワー分布が示されており、伝播距離が長くなると(Z1>Z0)、高調波周波数(F1=2F0)における信号パワーが際立って大きくなる様子が示されている。
【0037】
一方、図4(b)には、送信される超音波パルスのパワーが小さい場合の、伝播距離がZ0とZ1における受信検波信号の信号パワー分布が示されているが、この場合は、伝播距離が長くなっても高調波周波数における信号パワーが際立って大きくなることはない。
【0038】
以上の注目すべき2点から、基本波周波数成分および高調波周波数成分のパワー比(高調波パワー/基本波パワー)を考慮すると、アーチファクト(虚像)の原因となるサイドローブ方向から受信された超音波エコーは、メインローブ方向から受信した超音波エコーよりもパワー比が小さくなる傾向がある。したがって、このパワー比に基づいて受信検波信号の出力を抑制すればアーチファクトを低減させることが可能となる。
【0039】
次に、以上のことを踏まえ、実施の形態1に係る超音波診断装置10における動作について、図5を参照しながら説明する。図5は、超音波診断装置10の動作の流れを示すフローチャートである。
【0040】
最初に、超音波パルスが被検体に送信されると(S401)、その超音波パルスは被検体内の音響インピーダンス境界において反射され、送信開始時間から反射深度に応じた遅延時間分だけ遅れて探触子11に戻ってくる(S402)。この探触子11で受信される超音波エコーには、メインローブ方向およびサイドローブ方向からの反射波が重ね合わされて受信されることになる。探触子11で受信された超音波エコーは、受信エコー信号に変換されて整相加算部14に送られる。整相加算部14は、探触子11を構成する各振動子間での受信エコー信号の到達時間の差の補正を行ない、受信エコー信号のフォーカシングを行なう。整相加算後の受信エコー信号は、メインローブから反射してきた超音波エコーに基づく受信エコー信号なのかサイドローブから反射したきた超音波エコーに基づく受信エコー信号なのかが不明であると共に、ノイズ成分も含んでいるため、基本波用BPF部151および基本波用検波部161を用いて基本波周波数成分を抽出し、その信号パワーを算出する(S403、S404)。一方、高調波用BPF部152および高調波用検波部162を用いて高調波周波数成分を抽出し、その信号パワーを算出する(S403、S404)。
【0041】
そして、パワー比演算部17は、基本波用検波部161及び高調波用検波部162によって算出されたそれぞれの信号パワーの比Rpを算出する(S405)。ここで、ユーザから上記パワー比しきい値Rsについて変更がある場合は(S406)、パワー比参照メモリ18に格納されているパワー比しきい値Rsの値を更新する(S407)。
【0042】
さらに、パワー比比較部19は、パワー比演算部17で算出されたパワー比Rpとパワー比参照メモリ18に格納されている伝播距離(深度)毎に記憶されているパワー比しきい値Rsとを比較し、その比較結果に基づく通知を検波信号抑制部110に行なう。
【0043】
検波信号抑制部110は、パワー比比較部19から受信した通知が「アーチファクトである」旨であれば基本波用検波部161から出力された受信検波信号の信号レベルを抑制(例えば、20パーセントに抑制)し(S410)、そうでない場合は基本波用検波部161から出力された受信検波信号の信号レベルをそのまま出力する(S409)。
【0044】
最後に、表示部111は、検波信号抑制部110から出力された受信検波信号に基づいて断層像を生成し、これを表示する(S411)。以上の処理を超音波診断装置による診断が終了するまで継続する(S401〜S412)。
なお、上記の説明では、検波信号抑制部110に入力される受信検波信号は、基本波用検波部161から出力された受信エコー信号としているが、高調波による断層像表示モード(Tissue Harmonics Imaging Mode)を用いる場合は、高調波用検波部162から出力された受信検波信号を入力として用いることとする。
【0045】
以上のように、本実施の形態に係る超音波診断装置10によれば、受信検波信号における「高調波パワー/基本波パワー」のパワー比を算出して比較することによって、超音波エコーに含まれるアーチファクトの原因となるサイドローブによって生じた受信エコー信号の検出およびその抑制を行なうので、表示部111に表示される断層像をアーチファクトの少ない鮮明な断層像を生成することが可能となり、誤診断を防止することができる。
【0046】
(実施の形態2)
実施の形態2における超音波診断装置は、上記実施の形態1における超音波診断装置10と同様に、超音波パルスにおけるサイドローブによって生じた受信検波信号のレベルを抑制させることによって、アーチファクトを軽減し得る超音波診断装置であるが、特に、基本波周波数成分又は高調波周波数成分を抽出するためのバンドパスフィルタとして、ダイナミックバンドパスフィルタを用いる点で上記実施の形態1における超音波診断装置と異なる。
【0047】
図6は、本実施の形態における超音波診断装置40の機能構成を示すブロック図である。図6に示されるように、超音波診断装置40は、探触子41、送受信切替部42、送信部43、整相加算部44、基本波用DBPF(ダイナミックバンドパスフィルタ)部451、高調波用DBPF(ダイナミックバンドパスフィルタ)部452、基本波用検波部461、高調波用検波部462、パワー比演算部47、パワー比参照メモリ48、パワー比比較部49、検波信号抑制部410、表示部411を備えている。
【0048】
なお、実施の形態2における超音波診断装置の構成については、上記実施の形態1の場合とほぼ同様であるため、異なる構成について重点的に説明する。図6における探触子41、送受信切替部42、送信部43、整相加算部44、基本波用検波部461、高調波用検波部462、パワー比演算部47、パワー比参照メモリ48、パワー比比較部49、検波信号抑制部410および表示部411については、上記実施の形態1における超音波診断装置10における探触子11、送受信切替部12、送信部13、整相加算部14、基本波用検波部161、高調波用検波部162、パワー比演算部17、パワー比参照メモリ18、パワー比比較部19、検波信号抑制部110および表示部111と同じであるため、その説明は省略する。
【0049】
基本波用DBPF部451および高調波用DBPF部452は、受信深度が深くなるにつれてバンドパス帯域が動的に低周波帯域に移動していくフィルタ特性を有している。このようなフィルタ特性を有するBPFを使用する理由は、送信した超音波パルスのパワーは伝播距離(深度)に応じて減衰することになるが、図7に示すように、周波数が高くなるほどより顕著に信号パワーが減衰する性質があるためである。図8に、このダイナミックバンドパスフィルタの周波数特性例を示す。
そこで、ダイナミックバンドパスフィルタを用いることで伝播距離(深度)に応じたバンドパス帯域を動的に変更するように制御することが可能となるので、S/N比の良い受信検波信号を得ることができ、最終的には、誤診断を招きにくい断層像を生成することができる。
【0050】
次に、以上のことを踏まえ、実施の形態2に係る超音波診断装置40における動作について、図9を参照しながら説明する。図9は、超音波診断装置40の動作の流れを示すフローチャートである。図9において明らかなように、基本波用DBPF部451においてDBPFを使用し、高調波用DBPF部452においてDBPFを使用すること(S901)以外は、上記実施の形態1の図5のフローと同じである。
【0051】
なお、上記の説明では、前記実施の形態1の場合と同様に、検波信号抑制部410に入力される受信検波信号は、基本波用検波部461から出力された受信検波信号としているが、高調波による断層像表示モード(Tissue Harmonics Imaging Mode)を用いる場合は、高調波用検波部462から出力された受信検波信号を入力として用いることとする。
【0052】
以上のように、本実施の形態に係る超音波診断装置40によれば、受信検波信号における「高調波パワー/基本波パワー」のパワー比を算出して比較することによって、超音波エコーに含まれるアーチファクトの原因となるサイドローブによって生じた受信エコー信号の検出およびその抑制を行ない、さらに、伝播距離(深度)に応じてバンドパス帯域を動的に変更するように制御して、より実際に即した基本波周波数成分および高調波周波数成分の抽出を行なってアーチファクトの低減化を図っているので、表示部111に表示される断層像は、より鮮明な断層像を生成することが可能となり、誤診断を防止することができる。
【0053】
なお、上記実施の形態1及び実施の形態2においては、基本波周波数成分の信号パワーと高調波周波数成分の信号パワーとの比に基づいてサイドローブによるエコー信号か否かを判別してアーチファクトの低減化を図る場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、N次高調波周波数成分(N:2以上の整数)の信号パワーとM次高調波周波数成分(N<M、M:3以上の整数)の信号パワーとの比に基づいて、同様に、サイドローブによるエコー信号か否かを判別してアーチファクトの低減化を図るように構成することもできる。
【0054】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る超音波診断装置は、探触子から送信される超音波パルスにおけるメインローブ方向およびサイドローブ方向への送信パワーの違いと被検体のもつ非線形伝播歪み現象の度合いの違いとを利用することにより、受信検波信号についてアーチファクトを生成する信号であるか否かを判断し、この結果に基づいて受信検波信号の出力レベルを抑制して上記アーチファクトの低減化が実現されるので、その実用的価値は大きい。
【0055】
なお、さらに、メインローブ方向においても送信方向に広がりがあるので、本発明において利用するパワー比しきい値を適切に設定すれば、方位分解能に関しても向上させることが可能となる。結果として、アーチファクトが低減され、かつ方位分解能が向上した断層像表示が可能な超音波診断装置を構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1における超音波診断装置の外観図である。
【図2】実施の形態1における超音波診断装置の機能構成を示すブロック図である。
【図3】送信パワーの違いによる非線型伝播歪みを受けた信号波形を説明するための図である。
【図4】送信パワーの違いによる非線型伝播歪みを受けた信号スペクトルの一例である。
【図5】実施の形態1における超音波診断装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図6】実施の形態2における超音波診断装置の機能構成を示すブロック図である。
【図7】伝播距離(深度)と受信信号パワーとの関係を表わす曲線の一例である。
【図8】伝播距離(深度)と受信信号の振幅との関係を表わす周波数特性曲線の一例である。
【図9】実施の形態2における超音波診断装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図10】従来における超音波診断装置の機能構成を示す概略図である。
【図11】従来における送信パルスのパワー分布を模式的に示す図である。
【図12】従来における伝播距離に対する受信パルスのパワー分布を模式的に示す図である。
【符号の説明】
10 超音波診断装置
10a 表示装置
10b 本体装置
10c プローブ
11 探触子
12 送受信切替部
13 送信部
14 整相加算部
17 パワー比演算部
18 パワー比参照メモリ
19 パワー比比較部
20 操作入力部
40 超音波診断装置
41 探触子
42 送受信切替部
43 送信部
44 整相加算部
47 パワー比演算部
48 パワー比参照メモリ
49 パワー比比較部
50 操作入力部
70 超音波診断装置
71 探触子
72 送受信切替部
73 送信部
74 整相加算部
75 フィルタ部
76 検波部
77 表示部
110 検波信号抑制部
111 表示部
151 基本波用BPF部
152 高調波用BPF部
161 基本波用検波部
162 高調波用検波部
410 検波信号抑制部
411 表示部
451 基本波用DBPF部
452 高調波用DBPF部
461 基本波用検波部
462 高調波用検波部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to a technique for reducing artifacts (virtual images) included in an ultrasonic tomographic image.
[0002]
[Prior art]
An ultrasonic diagnostic apparatus capable of noninvasive and real-time observation of a subject is becoming indispensable in the medical field. This ultrasonic diagnostic apparatus is an apparatus that transmits an ultrasonic pulse generated by a probe (probe) to a subject and images a state inside the subject based on reflected ultrasonic echoes (non- Patent Document 1).
[0003]
Here, the configuration and operation of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus will be described.
FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of a conventional ultrasonic
As shown in FIG. 10, a conventional ultrasonic
[0004]
The
[0005]
The transmission /
[0006]
The
[0007]
Next, the operation of the conventional ultrasonic
[0008]
Further, since the received echo signal after the phasing addition also includes a noise component, the
[0009]
In the ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic pulse having a desired directivity (for example, a characteristic having a stronger sound pressure in the front direction) is used in order to improve the image quality of the tomographic image.
[0010]
[Non-patent document 1]
Edited by Ito and Hirata, "Ultrasound Medicine TEXT Basic Ultrasound Medicine", April 1998,
Medical and Dental Publishing Co., Ltd.
p. 7-20, p. 24-25
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the ultrasonic pulse actually transmitted has a plurality of side lobes transmitted in an undesired direction (for example, 45 ° left and right) in addition to the main lobe transmitted in a desired direction (front direction). are doing.
[0012]
FIG. 11 is a diagram showing an outline of a plurality of
[0013]
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a process until an artifact (virtual image) generated by the
[0014]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic diagnostic method capable of preventing erroneous diagnosis due to an artifact (virtual image) generated by a side lobe. .
[0015]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus that generates and displays a tomographic image of a subject based on reflection of ultrasonic waves having main lobes and side lobes, While generating the ultrasonic wave, ultrasonic transmitting and receiving means for receiving the ultrasonic wave reflected from the subject and converting it to an electric signal, and for the converted electric signal, extract a fundamental frequency component, First calculating means for calculating the power of a signal, second calculating means for extracting a harmonic frequency component from the converted electric signal and calculating the power of the signal, and calculating the calculated fundamental frequency. Power ratio calculating means for calculating a ratio between the power of the signal related to the component and the power of the signal related to the harmonic frequency component, and controlling the electric signal of the fundamental frequency component based on the calculated value of the ratio. Out An output control means for, based on the output electrical signal, and an image display means for generating and displaying a tomographic image.
[0016]
Further, in order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus that generates and displays a tomographic image of a subject based on reflection of ultrasonic waves having main lobes and side lobes. An ultrasonic transmitting and receiving means for generating the ultrasonic waves, receiving the ultrasonic waves reflected from the subject and converting the ultrasonic signals into electric signals, and extracting a fundamental wave frequency component from the converted electric signals. A first calculating means for calculating the power of the signal; a second calculating means for extracting a harmonic frequency component from the converted electric signal to calculate the power of the signal; Power ratio calculating means for calculating a ratio between the power of the signal related to the wave frequency component and the power of the signal related to the harmonic frequency component, and the electric signal of the harmonic frequency component based on the calculated ratio value. System And an output control means for and outputting, on the basis of the output electrical signals, and an image display means for generating and displaying a tomographic image.
[0017]
In order to achieve the above object, the present invention can be realized as a method having steps as characteristic constituent means of the ultrasonic diagnostic apparatus, or as a program including all of the steps. The program can be distributed not only in a ROM or the like included in the ultrasonic diagnostic apparatus but also through a recording medium such as a CD-ROM or a transmission medium such as a communication network.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an external view of an ultrasonic
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the ultrasonic
[0023]
The probe 11 is a device that generates an ultrasonic pulse and receives an ultrasonic echo reflected from a subject (corresponding to the
[0024]
The transmission /
[0025]
The transmitting
[0026]
The fundamental
[0027]
The
[0028]
The power
[0029]
The power
[0030]
The power
[0031]
The detection
[0032]
The display unit 111 generates a tomographic image based on the echo signal output from the fundamental
[0033]
Next, an operation of the ultrasonic
First, in order to transmit an ultrasonic pulse to a subject, the
At this time, as described in the problem to be solved by the invention, the ultrasonic pulse transmitted from the probe 11 has a main lobe and a side lobe. For this reason, since an ultrasonic pulse (side lobe) is also transmitted to an object in the side lobe direction, when the ultrasonic
[0034]
There are two points to note here. The first point is a difference between the transmission power in the main lobe direction and the transmission power in the side lobe direction in the transmitted ultrasonic pulse. That is, as is clear from FIG. 11, the transmission power in the main lobe direction is larger than the transmission power in the side lobe direction. The second point is a nonlinear propagation distortion phenomenon when an ultrasonic pulse passes through a subject. This phenomenon is a phenomenon in which the waveform of the ultrasonic pulse is gradually distorted as the transmitted ultrasonic pulse propagates in the subject, and the ultrasonic pulse has an original transmission frequency (fundamental frequency) according to the propagation distance (depth). ) Is increased N times (2 times, 3 times, etc.).
[0035]
3A and 3B are diagrams schematically illustrating a nonlinear propagation distortion phenomenon when an ultrasonic pulse propagates inside a subject. FIG. 3A illustrates a case where the power of the transmitted ultrasonic pulse is large (that is, the main power of the ultrasonic pulse is large). (B) is an example of a received echo signal waveform when the power of the transmitted ultrasonic pulse is small (that is, a side lobe). As shown in FIG. 3 (particularly, FIG. 3A), as the propagation distance becomes longer (the depth becomes deeper), the waveform of the received echo signal becomes serrated. This is because, when the ultrasonic wave travels through the medium (inside the subject), the part where the power of the ultrasonic wave is large (the sound pressure is large) is fast, and the part where the power of the ultrasonic wave is small (the sound pressure is small) is slow. , The waveform becomes saw-toothed, causing distortion as shown in FIG.
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, this nonlinear propagation distortion phenomenon is closely related to the magnitude of the power of the transmitted ultrasonic pulse, and for the same reason as described above, When the power of the ultrasonic pulse is large, nonlinear propagation distortion occurs at a shorter propagation distance (depth) than when the power is small. In other words, when the power is large, the signal has large harmonics at a short propagation distance (depth).
[0036]
FIG. 4 is a diagram schematically showing the frequency spectrum of the received detection signal in the nonlinear propagation distortion phenomenon of FIG. 3 described above. FIG. 4A shows a case where the power of the transmitted ultrasonic pulse is large (that is, the main lobe). (B) is an example of the frequency spectrum of the received detection signal, and (b) is an example of the frequency spectrum of the received detection signal when the power of the transmitted ultrasonic pulse is small (that is, in the case of a side lobe).
More specifically, FIG. 4A shows the signal power distribution of the received echo signals at the propagation distances Z0 and Z1 when the power of the transmitted ultrasonic pulse is large. It is shown that as the length increases (Z1> Z0), the signal power at the harmonic frequency (F1 = 2F0) increases remarkably.
[0037]
On the other hand, FIG. 4B shows the signal power distribution of the received detection signal at the propagation distances Z0 and Z1 when the power of the transmitted ultrasonic pulse is small. In this case, the propagation distance , The signal power at the harmonic frequency does not increase significantly.
[0038]
From the above two remarkable points, when the power ratio of the fundamental frequency component and the harmonic frequency component (harmonic power / fundamental power) is taken into consideration, the supersonic wave received from the side lobe direction causing the artifact (virtual image) is considered. The acoustic echo tends to have a smaller power ratio than the ultrasonic echo received from the main lobe direction. Therefore, artifacts can be reduced by suppressing the output of the received detection signal based on the power ratio.
[0039]
Next, based on the above, an operation of the ultrasonic
[0040]
First, when an ultrasonic pulse is transmitted to a subject (S401), the ultrasonic pulse is reflected at an acoustic impedance boundary in the subject, and is searched with a delay time corresponding to a reflection depth from a transmission start time. It returns to the tentacle 11 (S402). The ultrasonic echo received by the probe 11 is received by being superimposed with reflected waves from the main lobe direction and the side lobe direction. The ultrasonic echo received by the probe 11 is converted into a reception echo signal and sent to the
[0041]
Then, the
[0042]
Further, the power
[0043]
The detection
[0044]
Finally, the display unit 111 generates a tomographic image based on the received detection signal output from the detection
In the above description, the reception detection signal input to the detection
[0045]
As described above, according to the ultrasonic
[0046]
(Embodiment 2)
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment reduces artifacts by suppressing the level of a received detection signal generated by a side lobe in an ultrasonic pulse, similarly to the ultrasonic
[0047]
FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration of the ultrasonic
[0048]
Note that the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and thus different configurations will be mainly described. The probe 41, the transmission /
[0049]
The DBPF unit for
Therefore, by using a dynamic bandpass filter, it is possible to control so as to dynamically change the bandpass band according to the propagation distance (depth), so that a reception detection signal having a good S / N ratio can be obtained. Finally, it is possible to generate a tomographic image that does not easily cause erroneous diagnosis.
[0050]
Next, based on the above, the operation of the ultrasonic
[0051]
In the above description, as in the first embodiment, the reception detection signal input to detection
[0052]
As described above, according to the ultrasonic
[0053]
In the first and second embodiments, it is determined whether or not the echo signal is a side lobe echo signal based on the ratio between the signal power of the fundamental frequency component and the signal power of the higher harmonic frequency component to determine whether an artifact is present. Although the case where reduction is intended has been described, the present invention is not limited to this. For example, based on the ratio between the signal power of the Nth harmonic frequency component (N: an integer of 2 or more) and the signal power of the Mth harmonic frequency component (N <M, M: an integer of 3 or more), similarly, It is also possible to determine whether or not an echo signal is caused by a side lobe to reduce artifacts.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the difference in the transmission power in the main lobe direction and the side lobe direction in the ultrasonic pulse transmitted from the probe and the degree of the nonlinear propagation distortion phenomenon of the subject By using the difference between the above, it is determined whether or not the received detection signal is a signal that generates an artifact, and based on the result, the output level of the reception detection signal is suppressed, and the artifact is reduced. Therefore, its practical value is great.
[0055]
Furthermore, since the transmission direction also extends in the main lobe direction, the azimuth resolution can be improved by appropriately setting the power ratio threshold value used in the present invention. As a result, it is possible to construct an ultrasonic diagnostic apparatus capable of displaying tomographic images with reduced artifacts and improved azimuth resolution.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining a signal waveform subjected to nonlinear propagation distortion due to a difference in transmission power.
FIG. 4 is an example of a signal spectrum subjected to nonlinear propagation distortion due to a difference in transmission power.
FIG. 5 is a flowchart showing a processing flow of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 2.
FIG. 7 is an example of a curve representing a relationship between a propagation distance (depth) and a received signal power.
FIG. 8 is an example of a frequency characteristic curve representing a relationship between a propagation distance (depth) and the amplitude of a received signal.
FIG. 9 is a flowchart showing a processing flow of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a functional configuration of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus.
FIG. 11 is a diagram schematically showing a power distribution of a transmission pulse in the related art.
FIG. 12 is a diagram schematically showing a power distribution of a received pulse with respect to a propagation distance in the related art.
[Explanation of symbols]
10 Ultrasound diagnostic equipment
10a Display device
10b Main unit
10c probe
11 Probe
12 Transmission / reception switching unit
13 Transmission section
14 phasing adder
17 Power ratio calculator
18 Power ratio reference memory
19 Power ratio comparison section
20 Operation input unit
40 Ultrasound diagnostic equipment
41 Probe
42 Transmission / reception switching unit
43 Transmission unit
44 phasing adder
47 Power ratio calculator
48 power ratio reference memory
49 Power ratio comparison section
50 Operation input section
70 Ultrasound diagnostic equipment
71 Probe
72 Transmission / reception switching unit
73 Transmission section
74 phasing adder
75 Filter section
76 Detector
77 Display
110 Detection signal suppression unit
111 Display
151 BPF for fundamental wave
152 BPF for harmonics
161 Basic wave detector
162 Harmonic detector
410 Detection signal suppression unit
411 Display
451 DBPF for fundamental wave
452 DBPF section for harmonics
461 Basic wave detector
462 Harmonic detector
Claims (15)
前記超音波を生成すると共に、被検体から反射された超音波を受信して電気信号に変換する超音波送受信手段と、
前記変換された電気信号に対して、基本波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第1算出手段と、
前記変換された電気信号に対して、高調波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第2算出手段と、
前記算出された基本波周波数成分に係る信号のパワーと高調波周波数成分に係る信号のパワーとの比を算出するパワー比演算手段と、
前記算出された比の値に基づいて、前記基本波周波数成分の電気信号を制御して出力する出力制御手段と、
前記出力された電気信号に基づいて、断層像を生成して表示する画像表示手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置。An ultrasound diagnostic apparatus that generates and displays a tomographic image of a subject based on reflection of ultrasound having a main lobe and a side lobe,
Ultrasonic transmitting and receiving means for generating the ultrasonic waves, receiving the ultrasonic waves reflected from the subject, and converting the ultrasonic waves into electric signals,
First calculating means for extracting a fundamental frequency component from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
A second calculating unit that extracts a harmonic frequency component from the converted electric signal and calculates the power of the signal;
Power ratio calculating means for calculating a ratio between the calculated power of the signal related to the fundamental frequency component and the power of the signal related to the harmonic frequency component,
Output control means for controlling and outputting the electric signal of the fundamental frequency component, based on the value of the calculated ratio,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: image display means for generating and displaying a tomographic image based on the output electric signal.
前記超音波を生成すると共に、被検体から反射された超音波を受信して電気信号に変換する超音波送受信手段と、
前記変換された電気信号に対して、基本波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第1算出手段と、
前記変換された電気信号に対して、高調波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第2算出手段と、
前記算出された基本波周波数成分に係る信号のパワーと高調波周波数成分に係る信号のパワーとの比を算出するパワー比演算手段と、
前記算出された比の値に基づいて、前記高調波周波数成分の電気信号を制御して出力する出力制御手段と、
前記出力された電気信号に基づいて、断層像を生成して表示する画像表示手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置。An ultrasound diagnostic apparatus that generates and displays a tomographic image of a subject based on reflection of ultrasound having a main lobe and a side lobe,
Ultrasonic transmitting and receiving means for generating the ultrasonic waves, receiving the ultrasonic waves reflected from the subject, and converting the ultrasonic waves into electric signals,
First calculating means for extracting a fundamental frequency component from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
A second calculating unit that extracts a harmonic frequency component from the converted electric signal and calculates the power of the signal;
Power ratio calculating means for calculating a ratio between the calculated power of the signal related to the fundamental frequency component and the power of the signal related to the harmonic frequency component,
Output control means for controlling and outputting an electric signal of the harmonic frequency component based on the calculated value of the ratio,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: image display means for generating and displaying a tomographic image based on the output electric signal.
前記パワー比と所定のパワー比しきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記制御を行なう
ことを特徴とする請求項1又は2記載の超音波診断装置。The output control means,
3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the power ratio is compared with a predetermined power ratio threshold value, and the control is performed based on a result of the comparison.
前記パワー比が前記パワー比しきい値以下の場合は、前記電気信号は前記サイドローブに基づく電気信号と判定し、当該電気信号の信号レベルを抑制して出力を行なう
ことを特徴とする請求項3記載の超音波診断装置。The output control means,
When the power ratio is equal to or less than the power ratio threshold, the electric signal is determined to be an electric signal based on the side lobe, and the electric signal is output while suppressing the signal level of the electric signal. 4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 3.
ユーザから操作入力を受け付け、当該受け付けられた操作入力に基づいて、前記パワー比しきい値の内容を更新するしきい値更新手段を備え、
前記出力制御手段は、
前記更新されたパワー比しきい値に基づいて、前記比較を行なう
ことを特徴とする請求項4記載の超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus may further include:
A threshold update unit that receives an operation input from a user and updates the content of the power ratio threshold based on the received operation input,
The output control means,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4, wherein the comparison is performed based on the updated power ratio threshold value.
前記第2算出手段は、ダイナミックバンドパスフィルタを用いて、前記高調波周波数成分の抽出を行なう
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の超音波診断装置。The first calculating means extracts the fundamental wave frequency component using a dynamic bandpass filter,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the second calculator extracts the harmonic frequency component using a dynamic bandpass filter.
前記超音波を生成すると共に、被検体から反射された超音波を受信して電気信号に変換する超音波送受信手段と、
前記変換された電気信号に対して、N次高調波周波数成分(N:2以上の整数)を抽出し、当該信号のパワーを算出する第1算出手段と、
前記変換された電気信号に対して、M次高調波周波数成分(N<M、M:3以上の整数)を抽出し、当該信号のパワーを算出する第2算出手段と、
前記算出されたN次高調波周波数成分に係る信号のパワーとM次高調波周波数成分に係る信号のパワーとの比を算出するパワー比演算手段と、
前記算出された比の値に基づいて、前記N次高調波周波数成分の電気信号を制御して出力する出力制御手段と、
前記出力された電気信号に基づいて、断層像を生成して表示する画像表示手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置。An ultrasound diagnostic apparatus that generates and displays a tomographic image of a subject based on reflection of ultrasound having a main lobe and a side lobe,
Ultrasonic transmitting and receiving means for generating the ultrasonic waves, receiving the ultrasonic waves reflected from the subject, and converting the ultrasonic waves into electric signals,
First calculating means for extracting an Nth harmonic frequency component (N: an integer of 2 or more) from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
Second calculating means for extracting an Mth harmonic frequency component (N <M, M: an integer of 3 or more) from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
Power ratio calculating means for calculating a ratio between the calculated power of the signal related to the Nth harmonic frequency component and the power of the signal related to the Mth harmonic frequency component,
Output control means for controlling and outputting the electric signal of the Nth harmonic frequency component based on the calculated value of the ratio,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: image display means for generating and displaying a tomographic image based on the output electric signal.
前記超音波を生成すると共に、被検体から反射された超音波を受信して電気信号に変換する超音波送受信手段と、
前記変換された電気信号に対して、N次高調波周波数成分(N:2以上の整数)を抽出し、当該信号のパワーを算出する第1算出手段と、
前記変換された電気信号に対して、M次高調波周波数成分(N<M、M:3以上の整数)を抽出し、当該信号のパワーを算出する第2算出手段と、
前記算出されたN次高調波周波数成分に係る信号のパワーとM次高調波周波数成分に係る信号のパワーとの比を算出するパワー比演算手段と、
前記算出された比の値に基づいて、前記M次高調波周波数成分の電気信号を制御して出力する出力制御手段と、
前記出力された電気信号に基づいて、断層像を生成して表示する画像表示手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置。An ultrasound diagnostic apparatus that generates and displays a tomographic image of a subject based on reflection of ultrasound having a main lobe and a side lobe,
Ultrasonic transmitting and receiving means for generating the ultrasonic waves, receiving the ultrasonic waves reflected from the subject, and converting the ultrasonic waves into electric signals,
First calculating means for extracting an Nth harmonic frequency component (N: an integer of 2 or more) from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
Second calculating means for extracting an Mth harmonic frequency component (N <M, M: an integer of 3 or more) from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
Power ratio calculating means for calculating a ratio between the calculated power of the signal related to the Nth harmonic frequency component and the power of the signal related to the Mth harmonic frequency component,
Output control means for controlling and outputting an electric signal of the M-order harmonic frequency component based on the calculated ratio value;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: image display means for generating and displaying a tomographic image based on the output electric signal.
前記超音波を生成すると共に、被検体から反射された超音波を受信して電気信号に変換する超音波送受信ステップと、
前記変換された電気信号に対して、基本波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第1算出ステップと、
前記変換された電気信号に対して、高調波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第2算出ステップと、
前記算出された基本波周波数成分に係る信号のパワーと高調波周波数成分に係る信号のパワーとの比を算出するパワー比演算ステップと、
前記算出された比の値に基づいて、前記基本波周波数成分の電気信号を制御して出力する出力制御ステップと、
前記出力された電気信号に基づいて、断層像を生成して表示する画像表示ステップと
を有することを特徴とする超音波診断方法。An ultrasound diagnostic method for generating and displaying a tomographic image of a subject based on the reflection of ultrasound having a main lobe and a side lobe,
An ultrasonic transmitting and receiving step of generating the ultrasonic waves, receiving the ultrasonic waves reflected from the subject, and converting the ultrasonic waves into an electric signal,
A first calculating step of extracting a fundamental frequency component from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
A second calculating step of extracting a harmonic frequency component from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
A power ratio calculation step of calculating a ratio between the calculated power of the signal related to the fundamental frequency component and the power of the signal related to the harmonic frequency component,
An output control step of controlling and outputting an electric signal of the fundamental frequency component based on the value of the calculated ratio,
An image display step of generating and displaying a tomographic image based on the output electric signal.
前記超音波を生成すると共に、被検体から反射された超音波を受信して電気信号に変換する超音波送受信ステップと、
前記変換された電気信号に対して、基本波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第1算出ステップと、
前記変換された電気信号に対して、高調波周波数成分を抽出し、当該信号のパワーを算出する第2算出ステップと、
前記算出された基本波周波数成分に係る信号のパワーと高調波周波数成分に係る信号のパワーとの比を算出するパワー比演算ステップと、
前記算出された比の値に基づいて、前記高調波周波数成分の電気信号を制御して出力する出力制御ステップと、
前記出力された電気信号に基づいて、断層像を生成して表示する画像表示ステップと
を有することを特徴とする超音波診断方法。An ultrasound diagnostic method for generating and displaying a tomographic image of a subject based on the reflection of ultrasound having a main lobe and a side lobe,
An ultrasonic transmitting and receiving step of generating the ultrasonic waves, receiving the ultrasonic waves reflected from the subject, and converting the ultrasonic waves into an electric signal,
A first calculating step of extracting a fundamental frequency component from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
A second calculating step of extracting a harmonic frequency component from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
A power ratio calculation step of calculating a ratio between the calculated power of the signal related to the fundamental frequency component and the power of the signal related to the harmonic frequency component,
An output control step of controlling and outputting an electric signal of the harmonic frequency component based on the calculated value of the ratio,
An image display step of generating and displaying a tomographic image based on the output electric signal.
前記パワー比と所定のパワー比しきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記制御を行なう
ことを特徴とする請求項9又は10記載の超音波診断方法。The output control step includes:
11. The ultrasonic diagnostic method according to claim 9, wherein the power ratio is compared with a predetermined power ratio threshold value, and the control is performed based on a result of the comparison.
前記パワー比が前記パワー比しきい値以下の場合は、前記電気信号は前記サイドローブに基づく電気信号と判定し、当該電気信号の信号レベルを抑制して出力を行なう
ことを特徴とする請求項11記載の超音波診断方法。The output control step includes:
When the power ratio is equal to or less than the power ratio threshold, the electric signal is determined to be an electric signal based on the side lobe, and the electric signal is output while suppressing the signal level of the electric signal. 12. The ultrasonic diagnostic method according to 11.
前記超音波を生成すると共に、被検体から反射された超音波を受信して電気信号に変換する超音波送受信ステップと、
前記変換された電気信号に対して、N次高調波周波数成分(N:2以上の整数)を抽出し、当該信号のパワーを算出する第1算出ステップと、
前記変換された電気信号に対して、M次高調波周波数成分(N<M、M:3以上の整数)を抽出し、当該信号のパワーを算出する第2算出ステップと、
前記算出されたN次高調波周波数成分に係る信号のパワーとM次高調波周波数成分に係る信号のパワーとの比を算出するパワー比演算ステップと、
前記算出された比の値に基づいて、前記N次高調波周波数成分の電気信号を制御して出力する出力制御ステップと、
前記出力された電気信号に基づいて、断層像を生成して表示する画像表示ステップとを有する
ことを特徴とする超音波診断方法。An ultrasound diagnostic method for generating and displaying a tomographic image of a subject based on the reflection of ultrasound having a main lobe and a side lobe,
An ultrasonic transmitting and receiving step of generating the ultrasonic waves, receiving the ultrasonic waves reflected from the subject, and converting the ultrasonic waves into an electric signal,
A first calculation step of extracting an Nth harmonic frequency component (N: an integer equal to or greater than 2) from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
A second calculating step of extracting an M-th harmonic frequency component (N <M, M: an integer of 3 or more) from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
A power ratio calculating step of calculating a ratio between the calculated power of the signal related to the Nth harmonic frequency component and the power of the signal related to the Mth harmonic frequency component;
An output control step of controlling and outputting an electric signal of the Nth harmonic frequency component based on the calculated value of the ratio;
An image display step of generating and displaying a tomographic image based on the output electric signal.
前記超音波を生成すると共に、被検体から反射された超音波を受信して電気信号に変換する超音波送受信ステップと、
前記変換された電気信号に対して、N次高調波周波数成分(N:2以上の整数)を抽出し、当該信号のパワーを算出する第1算出ステップと、
前記変換された電気信号に対して、M次高調波周波数成分(N<M、M:3以上の整数)を抽出し、当該信号のパワーを算出する第2算出ステップと、
前記算出されたN次高調波周波数成分に係る信号のパワーとM次高調波周波数成分に係る信号のパワーとの比を算出するパワー比演算ステップと、
前記算出された比の値に基づいて、前記M次高調波周波数成分の電気信号を制御して出力する出力制御ステップと、
前記出力された電気信号に基づいて、断層像を生成して表示する画像表示ステップとを有する
ことを特徴とする超音波診断方法。An ultrasound diagnostic method for generating and displaying a tomographic image of a subject based on the reflection of ultrasound having a main lobe and a side lobe,
An ultrasonic transmitting and receiving step of generating the ultrasonic waves, receiving the ultrasonic waves reflected from the subject, and converting the ultrasonic waves into an electric signal,
A first calculation step of extracting an Nth harmonic frequency component (N: an integer equal to or greater than 2) from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
A second calculating step of extracting an M-th harmonic frequency component (N <M, M: an integer of 3 or more) from the converted electric signal and calculating the power of the signal;
A power ratio calculating step of calculating a ratio between the calculated power of the signal related to the Nth harmonic frequency component and the power of the signal related to the Mth harmonic frequency component;
An output control step of controlling and outputting an electric signal of the M-order harmonic frequency component based on the value of the calculated ratio;
An image display step of generating and displaying a tomographic image based on the output electric signal.
請求項9〜14の何れか1項に記載された全てのステップをコンピュータに実行させる
ことを特徴とするプログラム。A program for an ultrasonic diagnostic apparatus that generates and displays a tomographic image of a subject based on reflection of an ultrasonic wave having a main lobe and a side lobe,
A program for causing a computer to execute all steps described in any one of claims 9 to 14.
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